Zシリーズの第3作目にしてシリーズ完結編。『第2次スーパーロボット大戦Z』と同じく2部構成形式が採られている。前編『時獄篇』は版権系スパロボ作品（また王道シリーズとしても）では初のHDハード（PS3・PS Vita）向け新作タイトルとなる。『連獄篇』は『時獄篇』と『天獄篇』を繋ぐ内容の短編作品である。
作品
- 第3次スーパーロボット大戦Z時獄篇
- 2014年4月10日発売。
- 第3次スーパーロボット大戦Z天獄篇
- 2015年4月2日発売。
- 第3次スーパーロボット大戦Z連獄篇
- 『天獄篇』の初回封入特典としてダウンロードコード付属。
オリジナル要素
「オリジナル要素/第3次Z」を参照。